接前文。

经过我们的不懈努力，终于在前三回啃下了采样电路的三大问题：为什么用差分采样？如何计算？如何设计滤波？感兴趣的朋友可以复习一下前文，链接如下：

今天我们的重点转移到运放的另一个重要设计：滞回比较器。

比较器可以用作保护电路的设计，当采样值超过我们设计的阈值范围比较器的输出就会发生信号翻转，在电路设计中非常实用。那为什么要做滞回比较呢？我们回顾一下前文所设计的交流采样电路，我们把高频的干扰信号滤除后仍保留了基波分量和纹波分量，其电路和采样输出波形如下：

上面波形是采样电路输出Vm8；下面波形是电流源总和Am4

此时我们在输出后级连接一个单纯的，不滞回的比较电路看看会发生什么：

（看着越来越复杂，好像有点实际电路的样子了）

在这张波形中，上面的绿色波形为比较器的同相输入端（称为比较阈值）；红色为反相输入端（即采样信号）。下面的波形是比较的输出信号。可以发现这个电路基本能够实现目标功能，采样信号高于比较阈值时输出高电平，低于比较阈值时输出低电平，但是我们把电平翻转的时刻展开看发现了新问题：

由于原信号的纹波存在，在两信号交叉的时候会发生多次快速的输出反转，这极易引起用电器损坏，并不是我们想看到的结果。为了新手朋友更好理解这个电路的实际意义，我们举一个实际生活中的例子：假设家用热水器正在烧水，我们设定一个目标值为60℃，当水温检测到了60℃，热水器的加热元件会立刻跳闸切断加热电路，但是一旦停止加热水温马上就会下降也许是59.9℃低于了目标值，热水器的加热元件会立刻接通加热电路，水温开始回升超过60℃，切断加热………那么热水器的闸就会一直跳来跳去直到电路损坏。

因此为了避免这个问题的发生我们引入滞回比较的概念，只需要在比较器上引入正反馈电阻R29：

这里特别要注意！！很多新手朋友第一次遇到这种电路没发现这是比较器仍然用前面虚短虚断的概念库吃库吃算了半天，最后累的够呛发现啥也没算出来。这个时候不得不回顾一下小学二年级的基础知识：

正反馈电路中虚断成立（输入阻抗无穷大），虚短不成立。

这时候我们可以安心分析这电路的工作原理。

当同相端电压V+> V-时：根据比较器的性质输出为高电平，等效电路为：

注意这里的高电平为3.3V是因为运放接的3.3V电源轨，如果是接12V那么输出的高电平应当为12V。这个时候计算同相端V+的电压是V_dc9和V_dc10叠加得到，具体过程根据叠加定理计算得到V+是2.44+0.089=2.529V，其中2.44V分量是5V单独作用得到，0.08V分量是3.3V单独作用得到。

当同相端电压V+< V-时：根据比较器的性质输出为高电平，等效电路为：

注意这里的低电平为0V是因为运放接的0V电源轨，如果是接-12V那么输出的低电平应当为-12V。这个时候计算同相端V+的电压是V_dc9单独作用得到计算V+是2.44V。也就是说同相端大于或小于反向端电压时，会导致同相端电压相差0.089V，这个0.089V的回差会引起什么样的变化呢？看一下仿真波形：

这张波形中，上面的绿色波形仍为比较器的同相输入端（称为比较阈值）；红色为反相输入端（即采样信号）。下面的波形是比较的输出信号。可以发现当采样信号大于比较阈值时，比较阈值也在此时变小，这时就算采样信号存在一点纹波，仍然不影响比较器的输出保持稳定，这就避免了输出信号多次翻转。

回差的大小取决于反馈电阻的大小，在本设计中反馈电阻越大，电路的回差值越小，在纹波大的时候仍有可能导致比较器反复跳动，所以反馈电阻的大小需要根据实际纹波值来调整。

基础模拟电路部分基本到此结束，有想看的内容欢迎评论区留言，下期继续。